JPH0516645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は応用上ノイズレス動作を必要とする電
磁石に関し、ここに該電磁石は多様な多くの装置
の、特に接触器又は接点形成器の１部を形成する
ことが出来るものである。

一般に、夜間の家庭用暖房装置や操作室の大電
力電流制御装置などの調節はノイズレス装置の使
用を必要とすることは公知である。

ここで、これ等の種類の用途において、電力レ
ベルの制御や絶縁性が要求されるのは、静電リレ
ー或いは接触器が電磁接触器に代つて用いられる
状態にないことを意味するものである。

公知のように、このような応用においては、交
流電源が直接供給される電磁石は、閉接衝撃や閉
じた状態での振動などが依然として非常に大きい
ために、使用することは出来ない。

従つて、直流電源による（交流電流を整流、
波して与える）接触器についての検討がなされて
おり、その駆動トルクは閉接中の抵抗トルクの変
動に出来るだけ適合され、又該接触器は駆動電力
の増加、従つて閉接衝撃を制限するように与えら
れる。

この抵抗力の変化に適合させる２つの例がフラ
ンス特許第2260176号及び第2406885号に開示され
ている。

これ等の方法は、非常に効率的ではあるが、抵
抗力に関する製造公差や供給電圧の変動などのた
め、なお不十分なものである。即ち、好ましくな
い条件下で動作を保証する方法は、好ましい条件
が存在する時は、閉接の終了時点でエネルギーを
増加させ、これは閉接衝撃を十分大きくし、聴覚
的に面倒な問題を与えることになる。

以上より本発明は、この閉接時のエネルギー増
加及び復帰に必要なエネルギーの増加を減衰させ
ることによつて、上記の欠点を克服することを目
的とする。

従つて本発明は、固定磁気回路と、並進移動自
在で、前記固定磁気回路と共に幅が可変な空隙を
形成する磁気回路とからなる直流電源を装備した
電磁石を与える。

この電磁石は、特に、少なくとも２つの空隙か
らなることを特徴とし、又、これ等の２つの空隙
の各々を規定する磁気回路面の１つが作動停止部
材として用いられる磁性材料からなる制動要素を
備え、該要素は電磁石の空隙の各々の幅を作動位
置で最小値に制限することを特徴とするものであ
る。

本発明の有利な特徴に従つて、前記制動要素は
シリコン塗膜エラストマーよりなる成形片から形
成される。

第１ａ図及び１ｂ図を参照すると、接触器は、
従来の並進形接触器の構造をなし、ケース１の内
側で： Ｅ字状をなし、ウエブ３がケース１に確保され
た下部板４に対して固定された固定磁気回路２
と、 同様にＥ字状をなし、脚部６，７が固定磁気回
路２の脚部と各々整合された移動磁気回路５とか
らなり、ここにこれ等２つの磁気回路の脚部６，
７，８，９の各々の端部は、互いに相互に対向
し、且つ空隙１０，１１を形成するものであり、
前記接触器は更に： 管状骨組部分１４に巻回され、且つ固定磁気回
路２と移動磁気回路５との脚部６，７，８，９の
間の空間内に配置されたコイル１３と、 コイル１３の骨組部分１４を固定磁気回路２に
固定する固定装置と、 前記骨組部分１４内で移動磁気回路５をガイド
するガイド装置と、 移動磁気回路５のウエブ１６に取り付けた移動
接点保持アセンブリ１５と、 コイル１３の骨組部分１４の上部シヨルダー１
８と磁気回路５のウエブ１６との間に配置された
少なくとも１つの戻しばね１７とからなるもので
ある。

特に、図示の例においては、固定磁気回路は円
筒形ピンによりコイル１３に確保される。ここ
で、本発明がこのような配列に限定されないこと
は言うまでもない。例えば、固定磁気回路２は簡
単にコイル１３の骨組部分１４に嵌合される。

これをガイドするために、移動磁気回路５はコ
イル１３の骨組１４内に設けた軸方向溝と共同す
るキー２１からなる。

空隙１０と１１の形状は抵抗力に対する駆動力
の変化則に適合させるために設計段階で決定され
る。

このように、本例においては、固定磁気回路の
中央脚部９の端部はＶ字形溝を有し、外溝には移
動磁気回路５の中央脚部７の端部２５が係合さ
れ、該端部は従つてほぼ相補的な凸形Ｖ字形状を
なしている。

同様にして、固定磁気回路２の２つの側方脚部
８の端部は各々外部面取り面２６，２７からな
り、又、移動磁気回路５の２つの側方脚部６は
各々内部面取り面２８，２９からなり、固定磁気
回路２の外部面取り面２６，２７は互いに傾斜し
た２つの横方向空隙を形成するように移動磁気回
路５の内部面取り面２８，２９と共同動作する。

これ等の形状の空隙１０，１１は、交流電源付
き磁気回路を得る従来の方法（リベツト締め）に
よつて組込まれた薄板金を切削する方法を採用し
ているので、工業的な大量生産のために迅速に再
生可能であるという利点を有する。

上記のように、第２ａ図及び２ｂ図は接触器の
移動アセンブリを示しており、ここに移動磁気回
路６は固定ピン３１により接点保持アセンブリ１
５に接続される。戻しばね１７は全体として緩和
状態にある。作動位置においては、前記ばねは移
動アセンブリを第１ａ図及び１ｂ図に示した静止
位置に戻すために用いられ、この図において、移
動接点保持アセンブリ１５の上部面は、移動の終
了時に、ケース１の上部壁に設けられた接触面上
に、接点力の平衡を取りながら、載置されるよう
になる（開放接点）。

第３ａ図に示したように、固定磁気回路２は２
つの横方向溝３３からなり、該溝は、ケース１の
下部板４へのスナツプ嵌合により前記回路を取り
付けるために用いられる。この下部板は固定磁気
回路２の下部部分を囲繞するＵ字形部分を備え、
その脚部は溝３３に係合するボスからなる。

開放及び閉接時の衝撃を減衰させる装置は：一
方で静止位置ダンパー３４からなり、該ダンパー
は、例えばシリコン塗膜エラストマーよりなる衝
撃吸収材からなり、移動アセンブリ１５の上面に
固定され、従つて、移動アセンブリが静止位置に
復帰する時、ケース１の上部面に設けた接触面３
２に対して圧縮され、又、 他方で、２つの作動位置ダンパー３５からな
り、これも同様にシリコン塗膜エラストマーより
なる弾性部材からなり、各々固定磁気回路２の２
つの側方脚部８に固定され、又該ダンパーには作
動位置にある移動磁気回路５の側方脚部の端部が
載置されるようになる。

これ等の装置は、好ましくは熱可塑性材料から
なり、磁気回路２のウエブ３と下部板４との間に
設けたボス３６などの支承要素により完成し、又
該装置はこれ等の部分間の遊びを排除するために
用いられ、且つ接触器の閉接衝撃を緩和するため
に用いられる。

第５ａ図及び５ｂ図に示したように、静止位置
ダンパー３４は、形状が長方形で、接続ラグ４１
により共に接続された３つの部分３８，３９，４
０、即ち、中央部分３９と２つの横方向部分３
８，４０内に形成されたシリコン塗膜エラストマ
ーからなる板の形態をなして与えられる。中央部
分３９は、移動接点保持アセンブリ１５の上部面
にダンパー３４を固定する中央凹部３９′と２つ
の心出し側方フランジ４２とからなる。これ等の
側部３８と４０は又、各々、中央心出し及び／又
は固定内腔４３とからなる。

勿論、本発明は静止位置ダンパー３４のこの特
定の形態に限定されるものではない。明らかに、
この特定の形態は、移動接点保持部分１５の形態
に本発明を単に適合させただけであり、又、復帰
衝撃を減衰させるために用いる部分の全ての形状
は本発明の範囲内にある。

第６ａ，６ｂ及び６ｃ図は作動位置ダンパー３
５の詳細図である。これ等の作動位置ダンパー３
５は、本例では２つ与えられるが、各々断面が長
方形のリングからなり、又成形により得られるシ
リコン塗膜エラストマーからなる。これ等のダン
パーは、ほぼ面取り面２６，２７のベースにある
固定磁気回路２の側方脚部８の外面に設けた２つ
のそれぞれのスタツド４５上に固定される。これ
等のスタツド４５は、移動磁気回路の側面脚部６
の端部と共に、面６ａ及び面４５′（第３ｂ図）
間にある横方向空隙と異なる小さな横方向空隙１
０′を形成する。

これ等のスタツド４５はダンパー３５を形成す
るリングアセンブリを得やすくするために適当な
角度４６で磁性薄板金を切削して得られる。

移動磁気回路５の脚部６端部が隣接するように
なるこれ等のダンパー３５の位置と厚さは、ダン
パーとして動作する以外に、空隙１０，１１の反
残留磁気機能を果し、これ等空隙の大きさは、電
機子が適用された時圧縮エラストマーがとる厚み
により決定される。

シリコン塗膜エラストマーの選択は、電磁石の
作動温度に対する、及び薄板金を切削するために
用いられるオイルに対する反残留磁気ダンパーの
耐性要件、及び高い機械的耐久度要件から得られ
る。更に、かかるエラストマーの非粘着性
（guman−ing）は、電磁石の電源がしや断され
る場合は、移動回路の時間的分離を保証するのに
都合がよい。機械的減衰特性を持ち、耐久度の要
件に適し、更に周囲条件に耐性の適当な磁性材料
を本発明の範囲内で用いることが出来ることは明
らかである。

第４図は本発明に従うダンパーを備えた接触器
の動作原理を示している。移動アセンブリの移動
量及び空隙の関数として力Ｆ(N)を図示するこの図
において、 曲線C₁は閉接を保証する最小条件を満たす駆
動力を示し、 曲線C₂は曲線C₁に示した駆動力に関する最大
抵抗力を表わし、 曲線C₁′は好ましい閉接条件の下で駆動力を示、 曲線C₂′は曲線C₁′が表わす駆動力に関する抵抗
力を示し、 横座標０の垂直線はダンパーの圧縮がない場合
の移動端部に対応し、 横座標１の垂直線V₁は主接点及び付加接点の
閉接に対応し、 横座標２の垂直線V₂は、基本接点の開放と、
２よりわずかに小さい横座標V₂′の移動距離に対
する接点開放とに対応する。

好ましくない閉接条件の下では（最大合成力、
最小供給電圧）、正エネルギー（抵抗力より大き
な駆動力による運動）と負エネルギー（移動アセ
ンブリが蓄積した運動エネルギーが克服する駆動
力より大きな合成力）との差は必然的に正とな
り、さもなければ接触器の閉接を保証することは
出来ない。

曲線１と２の間の領域は、これ等が正か負かに
依存して反対方向に線影が施してあるが、それ等
の差は移動距離０の左手の領域Ａに等しい。この
ようにして、ダンパー１０，１１は、エネルギー
の増加を相殺しながら、圧縮され（この例では
0.08mm）従つてこれにより、合成衝撃はゼロとな
る。非常に都合のよい条件が成立する時は（曲線
C₁′とC₂′）、作動位置ダンパー１０，１１の圧縮
は、移動距離０の左手のゾーンＢに示したエネル
ギーの吸収に対応する。明らかに、ダンパー１
０，１１の圧縮時の変動が接点Ｆ（閉接接点）の
品質を落さず、或いは接触器の分離値に余り影響
しないように対策を講じる必要がある。

これ等の条件は、本応用例においては、ダンパ
ー１０，１１を圧縮しない場合の長手方向の空隙
の全体の移動（１mm）及び接点の全体の移動（約
１mm）がダンパー１０，１１の圧縮（0.08mm〜
0.35mm）に対して大きいままなので、十分満足さ
れるものである。このように、ダンパー１０，１
１の図示した形状は本発明の特定の応用例に対し
てのみ与えられ、任意の特定の適合は本発明の範
囲内にあることが明らかである。

このようにして、接触器は、例えば、第７図に
示したように、一枚の磁性弾性材よりなり、固定
磁石回路２の中央脚部９のＶ字形凹状部分２４に
係合する（或いは、恐らくは、移動磁気回路５の
中央脚部７の凸状部分２５に）成形Ｖ字形部分か
ら得られる中央ダンパー５０からなることにな
る。この方法は、これ等の回路の横方向脚部６，
８上の移動並びに固定磁気回路５，２の機械的な
支承面を有することが望ましくない場合に特に用
いられる。

しかしながら、作動位置ダンパーの位置に対し
ては一般に次の３つの場合： (a) 厳密に空隙１１内にあるか、 (b) 厳密に空隙１０内及び／又は側面空隙内にあ
るか、 (c) 共に空隙１１内及び空隙１０、及び／又は空
隙１０′内にあるなどが生じることに注目すべ
きである。

更に、当該の全ての場合に、電機子の全ての傾
斜部分２７，２９；２６，２８，２４，２５の間
に、残留磁気作用を克服するために、空気又は黄
銅で満たした空隙を与えることが常に可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び１ｂ図は本発明による接触器の２
つの直交する断面であり、第２ａ図及び２ｂ図は
第１図に示した接触器の移動アセンブリの２つの
側面図であり、第３ａ図は磁気回路の固定部分の
側面図であり、第３ｂ図は作動ダンパーを固定す
る固定磁気回路に設けたスタツドの形状を示す詳
細図であり、第４図は第１図に示した接触器の移
動アセンブリの移動距離の関数としての力の変化
の原理を示した図式であり、第５ａ図及び５ｂ図
は、第１図の接点に用いられる定位置ダンパー
を、前方から見た（第５ａ図）図、及び側面から
見た（第５ｂ図）図であり、第６ａ，６ｂ，６ｃ
図は各々、作動位置ダンパーの、側面図、軸方向
断面図、及び上面図であり、第７図は、作動位置
ダンパーと共に、第１図に示した接触器の移動及
び固定磁気回路の展開透視図である。 １……ケース、２……固定磁気回路、３，１６
……ウエブ、４……下部板、５……移動磁気回
路、６〜９……脚部、１０，１０′，１１……空
隙、１３……コイル、１４……骨組、１５……接
点保持アセンブリ、１７……戻しばね、１８……
骨組部分シヨルダー、１９，３１……ピン、２１
……キー、２４……脚部凹状部分、２５……脚部
凸状部分、２６〜２９……面取り面、３３……
溝、３４，３５，５０……ダンパー、３６……ボ
ス、４１……ラグ、３８，３９，４０……ダンパ
ー構成部分、４２……フランジ、４３……内腔、
４５……スタツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定磁気回路２と、並進自在で該固定磁気回
   路と共に幅が可変の空隙を形成する磁気回路とか
   らなる直流電源を備えた電磁石にして、少なくと
   も２つの空隙からなることを特徴とし、又、これ
   等２つの空隙の各々を規定する磁気回路面の１つ
   が、作動位置で電磁石の空隙の各々の幅を最小値
   に制限する作動位置停止部材として用いられる磁
   性材料からなる制動要素を備えたことを特徴とす
   る電磁石。 ２ 固定及び移動磁気回路はＥ字形状をなし、該
   形状はウエブ３，１６と、中央脚部９，７と、２
   つの側面脚部６，８とからなり、前記回路の１つ
   の脚部９，８はそれぞれの空隙１０，１１を形成
   するように他方の対応する脚部７，６と整合さ
   れ、縦に配列され、前記回路の１つの側面脚部８
   は各々、それ等の端部が面取り端面２６，２７か
   らなるが、他方の回路の側面脚部６は各々面取り
   面２８，２９からなり、これ等の面取り面２７，
   ２８は互いに傾斜した２つの横方向の空隙２０を
   形成してなり、固定磁気回路２の側部脚部８に
   は、移動磁気回路５の側部脚部６の端部を支承す
   るようになる固定作動位置制動要素３５が設けら
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の電磁石。 ３ 前記作動位置制動要素３５は固定磁気回路２
   の側部脚部８の外面に設けられたスタツド４５に
   固定したシリコン塗膜エラストマーリングからな
   り、これ等のスタツドは、前記端部と共に、小さ
   な横方向空隙を形成することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載の電磁石。 ４ 移動磁気回路が、固定磁気回路と共に、少な
   くとも２つの傾斜空隙を形成してなり、これ等の
   傾斜空隙の各々を規定する固定及び移動磁気回路
   の面の１方が、電磁石の空隙の各々の幅が最小で
   ある作動位置を定める磁性材料からなる制動要素
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の電磁石。 ５ 磁気回路２の１つの中央脚部９がＶ字形凹部
   ２４を有してなり、且つ他方の磁気回路５の中央
   脚部７が前記凹部２４に係合して、Ｖ字状の空隙
   を又形成するようになるＶ字形凸部分２５を有し
   てなり、前記凹部２４内に、又は前記凸部上に固
   定した磁性材料から成形されたＶ字形部分から形
   成された中央ダンパー５０よりなることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の電磁石。